为什么用 int() 声明整数变量时 Python 工作得更快？

Question

在编写仅使用整数算术的算法时，我注意到 Python 没有利用它。

于是我尝试了下面的代码，看看“显式”声明的效果

import time

repeat = 1000000

start = time.time()
x = 0
for i in range(repeat):
    x += 1
no_type_time = time.time() - start

start = time.time()
y = int(0)
for i in range(repeat):
    y += 1
int_time = time.time() - start

print('{} - No type'.format(no_type_time))
print('{} - Int'.format(int_time))

代码输出如下：

0.0692429542542 - No type
0.0545210838318 - Int

我认为这与 Python 作为一种动态类型语言有关。但是当我尝试找出变量的类型时，使用 type(x) 和 type(y) 都输出 int。这很奇怪，因为我还使用 x = float(0) 进行了一些测试，结果非常接近没有类型“声明”的结果。

我想知道为什么会这样，如果可能的话，我想从解释它的 Python 文档中获得一些参考。

Answer 1

根据str.format 输出中浮点数的精度（12 位有效数字），我们可以看出您可能使用的是 Python 2。

当您运行range(repeat) 时，Python 2 会创建一个包含一百万个整数的显式列表，这很慢。它还保留了所有这些整数的内存，因此 range(repeat) 第二次的速度较慢。这很可能是时间差异的来源，与调用 int 无关。

在 Python 2 上，使用 xrange 而不是 range 几乎总是更好。 xrange 按需生成整数，避免了预先生成整个列表的内存成本和分配时间：

for i in xrange(repeat):
    do_stuff()

Answer 2

我无法在 linux 上重现。 标记：

• 真实：从开始到结束运行流程所花费的实际时间，就好像它是由人用秒表测量的一样

• user：计算过程中所有CPU所花费的累计时间

• sys：所有 CPU 在内存分配等系统相关任务期间所花费的累计时间。

→ time python type.py

real    0m0.219s
user    0m0.000s
sys     0m0.000s

→ time python without_type.py

real    0m0.133s
user    0m0.000s
sys     0m0.000s

Answer 3

这是因为 python 缓存并重用了一些不可变的内置对象，即使它们被“存储”为不同的变量

>>> a = 1
>>> id(a)
56188528L
>>> b = int(1)
>>> id(b)
56188528L

Python 不必为第二个变量分配任何内存或实例化新对象。它只是重用了已经创建的不可变整数对象。

如果您将计时测试放在不同的文件中并分别运行它们，或者如果您先运行 int(1) 测试，您会看到不同的结果。